1、變壓器短路故障原因分析及處理楊衛(wèi)鋼上海高橋捷派克石化工程建設有限公司摘要：在變壓器事故中，發(fā)生概率較高，對設備威脅較大的是變壓器短路事故，特別是變壓器低壓側發(fā)生短路故障，現就對短路故障后的原因分析和處理方法予以闡述。關鍵詞：變壓器短路；事故；處理引言隨著電力事業(yè)的飛速發(fā)展與社會對電力供應可靠性的要求的提高，保證供電質量是每個運行、檢修人員應盡的義務。電力變壓器是電力系統電網安全性運行的重要設備，是輸變電系統的心臟。電力變壓器短路故障是所有故障中較為嚴重的一種。1變壓器短路故障因素分析1.1鐵芯和夾件局部短路過熱（有的兼有多點接地）1.1.1緊固螺栓夾件磁鐵芯是鐵芯局部短路1.1.2穿芯螺栓絕緣

2、破裂或炭化了引起鐵芯局部短路1.1.3焊渣或其他金屬異物引起局部短路1.1.4穿芯螺母座套過長1.1.5接地片過長，緊貼鐵芯引起局部短路1.1.6上下鐵腕拉桿端頭鎖定螺母松動1.2高壓匝層間電弧放電1.2.1接地不良，累計或操作過電壓作用1.2.2絕緣嚴重受潮1.2.3絕緣裕度不夠（如薄絕緣）；電壓器出口短路事故1.3低壓匝層箱短路放電，低壓相間短路放電1.3.1匝間絕緣裕度不夠或絕緣老化1.3.2雷擊或操作過電壓的作用1.3.3接頭焊接不良1.3.4出口短路沖擊1.4保護系統有死區(qū)，動作失靈，導致變壓器承受穩(wěn)定短路電流作用時間長，在成繞組變形，粗略統計結果表明在遭受外部短路時，因不能不時跳閘

3、而發(fā)生損壞的變壓器占短路損壞事故的%1.5變壓器在遭受突發(fā)短路時，高低壓側都將受到很大的短路電流沖擊，在斷路器來不及斷開的很短時間內，短路電流產生與電流平方成正比的電動力將作用與變壓器的繞組上，此電動力可分為輻向力和軸向力，在短路時，作用在繞組上的輻向力將使高壓繞組受到張力，低壓繞組受到壓力，由于繞組為圓形，圓物受壓力比受張力更容易變形。因此，低壓繞組更容易變形。在突發(fā)短路時產生的軸向力使繞組壓縮、扭曲、鼓包和匝間短路。使高壓低壓繞組發(fā)生軸向位移，軸向力也作用于鐵芯和夾件。因變壓器在遭受突發(fā)短路時最容易發(fā)生變形的是低壓繞組和平衡繞組，后使高中壓繞組、鐵芯和夾件。所以，變壓器短路事故的拉閘主要是

4、檢查繞組、鐵芯、夾件以及其它部件。2變壓器遭受短路故障后的試驗及檢查由于變壓器短路時，在電動力作用下，繞組同時受到壓拉、彎曲等各種力的作用，具造成的故障有時較隱蔽， 不容易檢查和修復， 所以短路故障后對繞組情況應予重點檢查。變壓器油及氣體分析變壓器遭受短路沖擊后，在氣體繼電器內部會積聚大量氣體，因此在變壓器事故后可收取繼電器內的氣體和對變壓器內部的油進行化驗分析，可判斷事故性質。變壓器直流電阻的測量根據變壓器直流電阻的測量值來檢查繞組的直流電阻不平衡率與以往測量值相比較，能有效地考察變壓器繞組受損情況。例如，某臺變壓器短路事故后低壓側 A 相直流電阻增加了約 10%因此判斷繞組可能有斷股情況，

5、后經繞組吊出檢查，發(fā)現 A 相繞組斷股。變壓器繞組絕緣電阻測量在變壓器檢修前后，以及干燥時應用 2500V 搖表測各繞組對地以及繞組之間的絕緣電阻吸收比，繞組的絕緣電阻通常應大于 500 瓶且不應低于初次測得值的 70%按電力變壓器運行規(guī)程的要求，對油浸電力變壓器繞組的絕緣電阻的允許值見下表，合格與否應以浸入油中所測得的數值為準。注油后應靜放 56h 再進行測量。油浸電力變壓器繞組的絕緣電阻允許值單位：MQ高壓繞組電壓等級溫度 C1020304050607080310KV450300200130906040252035KV60040027018012080503560220KV12008005

6、40360240160100710變壓器繞組電容量的測量繞組的電容由繞組匝間、層問及餅間電容和繞組發(fā)電容構成。比電容和繞組與鐵芯及地的間隙、繞組與鐵芯的間隙、繞組匝間、層問及餅問間隙有關。當繞組變形時，一般是S 形彎曲，這就是導致繞組對鐵芯的間隙距離變小，繞組對地的電容量將變大，而且間隙越小，電容量變化越大。因此繞組的電容量可以間接地反映繞組的變形程度。吊罩后的檢查變壓器吊罩后，如果檢查出變壓器內部有熔化的銅渣或鋁渣或高密度電纜紙的碎片，則可判斷繞組發(fā)生了較大程度的變形和斷股等。另外，從繞組墊塊移位或脫落、壓板等位、壓釘位移等也可以判斷繞組的受損程度。鐵芯與夾件的檢查變壓器的鐵芯應具有足夠的機

7、械強度， 鐵芯的機械強度是靠鐵芯上的所有加緊件的強度及連接件來保證的。當繞組產生電動力時，繞組的軸向力將被夾件的反作用力抵消。如果夾件、拉板的強度小于軸向力時，夾件、拉板和繞組將受到損壞。因此，應仔細檢查鐵芯、夾件、拉板及其連接件情況。檢查鐵芯上鐵腕芯片是否有上下竄動情況。應測量穿芯螺桿與鐵芯的絕緣電阻，檢查穿芯螺桿外套是否受損，檢查拉板、拉板連接件是否損壞。因在變壓器短路時,壓板與夾件之間可能發(fā)生位移。使壓板與壓釘上鐵腕的接地連片拉斷或過流燒損，所以還應該檢查繞組的壓釘及上鐵腕的接地連接是否可靠。3變壓器短路故障處理中應注意的事項在徹底查清事故原因后應對變壓器做認真、仔細的檢修，還應注意一下

8、幾點更換絕緣件時應保證絕緣性能，且符合要求方可使用。特別對引起支架木地的絕緣應引起重視。木塊在安裝前應置于 80c 左右的熱變壓器油浸漬一段時間，以保證木塊的絕緣良好。變壓器絕緣測試應在變壓器注油靜止 24 小時后進行，由于某些受潮的絕緣件在熱油浸泡較長時間后，水分會擴散到絕緣件表面。如注油后就試驗往往檢查不出來。例如一臺 34.5MVA 的 110KV 變壓器低壓側處理時更換了 10KV 銅牌的支架木塊，變壓器注油后試驗一切正常。10KV 低壓側對鐵芯、夾件及地電阻減小為約 1M?o 后經吊罩檢查，發(fā)現 10KV 銅排的支架木塊絕緣非常低， 因此絕緣測試應在變壓器注油靜止 24 小時候進行較

9、為可靠。鐵芯回裝應注意其夾角，并不是測量油道間絕緣。特別要注意油道處的芯片夾角，要防止芯片搭接造成芯片多點接地。例如一臺 120MVA 勺 220KV$壓器，在低壓側更換繞組回裝上鐵腕時，由于回裝時沒注意芯片夾角，又沒有不時測量油道間絕緣，安裝完畢后測量油道間絕緣為 0,最后花費了較長的時間才找到是由于鐵芯芯片尖角短接了油道。更換抗短路能力較強的繞組材料，改進結構，變壓器繞組的機械強度主要是由下面兩個方面決定的：一是由繞組自身結構的因素。二是繞組內徑側的支撐及繞組軸向壓緊結構和拉板、夾件等制作工藝所決定的。當前，大多數變壓器廠家采用半硬銅線或自粘性換位導線來提高繞組的自身抗短路能力，采用質量更好的硬紙板筒或增加撐條的數量來提高繞組受徑向力的能力，并采用拉板或彈簧釘等提高繞組受軸向力的能力。變壓器的干燥，由于受變壓器短路沖擊后一般需要較長時間進行檢修，為防止變壓器受潮，可采取兩種措施一是在每天收工前將變壓器扣罩，使用真空泵對變壓器進行抽真空，以抽去變壓器器身表面的游離水。第二天開工時，使用